Simulation de l'instabilité de Rayleigh-Taylor magnétique en astrophysique

Physique du noyau, atome, molécule Stage - Bac+4/+5 - Simulation de l'instabilité de Rayleigh-Taylor magnétique en astrophysique - H/F L’instabilité de Rayleigh-Taylor (RTI) est un processus physique décrivant le mélange d’un fluide lourd tombant dans un fluide plus léger. Ce phénomène renferme une physique riche balayant aussi bien les écoulements linéaires que les régimes turbulents. Elle joue un rôle clé dans de nombreux milieux allant de l’industrie à l’astrophysique, tels que les plasmas de tokamaks ou les explosions de supernovæ. La RTI contribue par exemple à structurer les écoulements de plasma turbulents dans les protubérances solaires, des boucles de plasma qui se forment au-dessus de la chromosphère et s'étendent loin dans la couronne solaire. Dans ces protubérances, comme dans d'autres milieux astrophysiques, la présence d’un champ magnétique ambiant complexifie significativement le développement de la RTI ; bien comprendre cette interaction est ainsi un enjeu crucial pour correctement modéliser la physique qui régit ces milieux. L’objectif de ce stage est de progresser dans notre compréhension de l’instabilité de Rayleigh-Taylor dans le cadre d’un plasma magnétisé. Pour ce faire, il sera possible de s’appuyer sur le code KALYPSSO, un solveur de magnétohydrodynamique qui dispose de fonctionnalités de maillage adaptatif et d’une compatibilité GPU, et peut ainsi atteindre les résolutions nécessaires à l’observations de la RTI en un temps de calcul raisonnable. Afin de comprendre l'influence du champ magnétique sur la dynamyque de la RTI, le premier objectif sera ainsi de prendre en main ce code, ainsi que les outils de post-traitement qui y sont associés, dont certains pourront être à améliorer ou développer. Le choix des paramètres des simulations pourra être guidé par les conditions observées en milieu astrophysique, notamment dans les protubérances solaires. Il s'agira de tendre vers un bon niveau de représentativité des phénomènes physiques considérés, ce qui impliquera potentiellement une part de développement afin d'implémenter des fonctionnalités additionnelles aux cas de simulation étudiés (champ magnétique non uniforme, perturbation multimode...). Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l'intégration des personnes handicapées, cet emploi est ouvert à toutes et à tous. Le CEA propose des aménagements et/ou des possibilités d'organisation pour l’inclusion des travailleurs handicapés. Participant à la protection nationale, une enquête administrative est réalisée pour tous les collaborateurs du CEA afin d'assurer l'intégrité et la sécurité de la nation. Une connaissance en mécanique des fluides, physique des plasmas ou électromagnétisme serait un plus. Python, C. Bac+4/+5